▲ NK 세포의 활성을 높이는 하이드로젤 제작 모습

국내 연구진이 면역세포 기능을 향상해 암세포를 제거할 수 있는 3D 바이오프린팅 기술을 개발, 암환자 치료에 크게 도움이 될 것으로 기대된다.

과학기술정보통신부 산하 한국기계연구원(원장 박상진, 이하 기계연)은 한국생명공학연구원(원장 김장성, 이하 생명연)과 공동연구를 통해 암 치료를 위한 새로운 면역 요법으로 NK세포 치료제를 이용한 3D 바이오프린팅 기술을 세계 최초로 개발했다고 11일 밝혔다.

NK세포(Natural Killer Cell)는 바이러스 및 암세포에 대응하는 백혈구로 외부에서 침입한 적이 아닌 내부에서 감염된 인체에 해악한 비정상 세포를 골라 제거한다.

NK세포는 단독으로 체내에 주입되면 떠다니는데, 이 과정에서 많은 양이 암세포까지 도달하지 못하고 유실된다.

이에 기계연 자연모사응용연구실 박수아 책임연구원, 생명연 김태돈 책임연구원 공동 연구팀은 암 치료에 사용되는 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 NK세포를 머금은 하이드로젤을 프린팅했다.

▲ 3D 바이오프린팅 NK 세포의 면역 치료 과정

3D 프린팅된 하이드로젤이 NK세포를 머금도록 함으로써 NK세포의 유실을 방지해 많은 양을 암세포까지 도달할 수 있도록 돕는다. 이 하이드로젤에는 구멍이 생성돼, 일정 시간이 지나면 활성도가 유지된 NK세포가 흘러나와 암세포를 제거하는 세포 면역 기능을 수행할 수 있도록 한다.

기존 정맥주사를 이용해 NK세포를 주입하는 방식은 고형암(악성종양)의 임상시험에서 결과가 좋지 않았다. 이는 NK세포가 적정 수준의 생존력을 유지하지 못하고, 종양 부위까지 찾아가지 못하기 때문이다.

반면, 이번에 개발된 기술을 활용하면 NK세포를 하이드로젤 안에 주입한 채로 프린팅하고 3차원 환경에서 배양해 NK세포의 생존력과 활성도를 향상해 암 조직에 대응할 수 있다.

기계연 박수아 책임연구원은 “암 치료에 사용되는 NK세포의 기능을 크게 향상할 수 있는 기술”이라며 “새 기술을 통해 암 환자 치료에 크게 도움을 줄 것으로 기대한다”고 밝혔다.

한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단 지원 ‘체내 삽입형 나노바이오 센서의 평가를 위한 멀티 스케일 혈관 내재형 피부복합조직 모사체 개발’ 과제 및 국가과학기술연구회 융합연구단 사업 ‘중대 질환 UnTACT 시스템 개발’ 과제의 지원을 받아 수행됐다.

또한 이번 연구성과는 유수의 저널인 Biomaterials Research (IF: 11.3)에 지난 6월 22일 발표했다.